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Überprüfung der Grundgleichung der Mechanik

mit Hilfe der Luftkissenfahrbahn

Die Grundgleichung der Mechanik, F=ma, wird an der Luftkissenfahrbahn bestätigt. Dazu einige Messwerte.

Inhalt

 

Aufbau

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Der Wagen startet am Block links auf der Fahrbahn. Durch das rote Fähnchen der Breite 1 cm wird unmittelbar nach dem Start der Strahl der linken Lichtschranke unterbrochen und somit eine Startzeit registriert. Die Messung endet mit Ermittlung der erreichten Geschwindigkeit an der rechten Lichtschranke durch die Dunkelzeit der Lichtschranke.

 

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Bei Aktivierung der Beschleunigung a, werden direkt auch die Geschwindigkeitsmessungen vE und vF hinzugenommen.
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Die Geschwindigkeiten werden aus den Dauern der Strahlunterbrechung der Lichtschranken durch ein Fähnchen ermittelt. Die Geschwindigkeit wird der Zeit der Wiederfreigabe des Strahls zugeschreiben.

Messwerte

Abstand der Lichtschranken ca. 80 cm

Masse des Wagens in g angehängte Masse in g beschleunigte Masse in kg Kraft F durch die angehängte Masse in N berechnete Beschleunigung a = F/m in m/s² gemessene Beschleunigung a in m/s² Abweichung der Messung von der Berechnung
346,30 9,84 0,35614 0,0965 0,271 0,27 -0,4 %
336,42 19,75 0,35617 0,1937 0,544 0,53 -2,6 %
326,67 29,54 0,35621 0,2898 0,814 0,81 -0,5 %
316,82 39,40 0,35622 0,3865 1,085 1,09 +0,5 %
306,81 49,40 0,35621 0,4846 1,360 1,38 1,5 %
296,92 59,29 0,35621 0,5816 1,633 1,61 -1,4 %
             
326,67 29,54 0,35621 0,2898 0,814 0,81 -0,5 %
427,03 29,54 0,45657 0,2898 0,635 0,63 -0,8 %
527,27 29,54 0,55681 0,2898 0,520 0,52 0,0 %
627,59 29,54 0,65713 0,2898 0,441 0,44 -0,2 %
649,51 29,54 0,67905 0,2898 0,427 0,43 +0,7 %
828,38 29,54 0,85792 0,2898 0,338 0,34 +0,6 %

 

 

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